Es soll untersucht werden, ob sich holzartige Komponenten des Siebüberlaufs von Kompostwerken mithilfe von Holzvergasung in ein Brenngassubstitut umwandeln lassen. Ein weiteres Ziel ist der regionale Einsatz der Prozessnebenprodukte: Beispielsweise Pflanzenkohle zur Bodenverbesserung in der Landwirtschaft oder abgesiebtes Feinkorn zur Bodenherstellung im Deponiebau. Erforscht wird die grundsätzliche Möglichkeit der Vergasung von Holzaufkommen, welches zuvor mehrere Wochen in einem Kompostierungsprozess verbracht hat. Neben der Prüfung der technischen Machbarkeit sollen die tangierten Stoffströme bestmöglich geschlossen und ein regionaler Wertschöpfungskreislauf bedacht werden. Zur Klärung der Forschungsfragen wird eine Testvergasung in einem Gleichstromreaktor durchgeführt und die Ergebnisse analysiert. Dafür wird der Siebüberlauf händisch sortiert und zu Holzhackschnitzeln aufbereitet, bevor er vergast wird. Anhand der Gaszusammensetzung wird eine Grobdimensionierung für eine Holzvergasungsanlage durchgeführt. Die Prozessnebenprodukte werden im Labor analysiert. Die Vergasung im Gleichstromreaktor verläuft grundsätzlich vielversprechend und die Güte des Holzgases erlaubt den Betrieb eines BHKW-Motors. Allerdings kommt es zu Verschlackungen des Reaktors, da die Holzhackschnitzel einen hohen Ascheanteil aufweisen. Das entstehende Asche-Koks-Gemisch erfüllt alle Pflanzenkohleparameter außer PAK und kann somit nicht verwertet werden. Das abgesiebte Feinkorn kann nicht unaufbereitet als Rekultivierungsschicht im Deponiebau eingesetzt werden. Trotz allem stimmen die Ergebnisse optimistisch. Der Verschlackung kann entgegengewirkt werden. Dies wäre bspw. mit Dampf statt Luft als Vergasungsmittel oder in einem Wirbelschichtreaktor möglich. Ebenso sind die PAK-Werte des Asche-Koks-Gemisches prozessabhängig. Die Arbeit zeigt also: Eine energetische Nutzung des Holzgases aus Siebüberlaufshölzern sowie die stoffliche Verwertung der Prozessnebenprodukte scheint technisch machbar, wenn die Prozessführung angepasst wird.:1 Einleitung
1.1 Forschungsfragen
1.2 Projektumfeld
1.3 Zielstellung
2 Rechtliche Berührungspunkte
2.1 Einleitung
2.2 Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz
2.3 Altholzverordnung
2.4 Bundesimmissionsschutzgesetz
3 Vergasung
3.1 Vergasungsprozess
3.2 Abgrenzung zur Verbrennung
3.3 Abgrenzung zur Pyrolyse
3.4 Stand der Forschung und der Technik
3.5 Reaktortypen
3.6 Einflussparameter
4 Brennstoffe, Prozessprodukte und Rückstände
4.1 Biomasse
4.2 Prozessprodukte
5 Regenertative Thermische Oxidation
5.1 Beschreibung der Anlage
5.2 Verwendung von Holzgas in der RTO
6 Brenngas
6.1 Grundlagen
6.2 Erdgas
6.3 Holzgas
7 Herstellung von Holzhackschnitzeln aus Siebüberlaufsmaterial
7.1 Hintergrund
7.2 Holzhackschnitzel aus Siebüberlauf
8 Kompost- und Energieanlage
8.1 Beschreibung der Anlage
8.2 Umsetzbarkeitsbetrachtung
9 Testvergasung an der Hochschule Zittau
9.1 Kooperationshintergrund
9.2 Testlauf im Gleichstromvergaser
9.3 Wirkungsgrad
9.4 Umgang mit Reststoffen
10 Auslegung eines potenziellen Vergasers
10.1 Prozessführung
10.2 Grobdimensionierung des Vergasers
10.3 Brennstoffbedarf decken
10.4 Bilanzierung der CO2-Emissionen
10.5 Einbindung in den Betriebsablauf
11 Wirtschaftlichkeit
11.1 Grundlagen
11.2 Erlöse durch Inputmaterial
11.3 Kosten der Aufbereitung
11.4 Kosten der Holzvergasung
11.5 Erlöse der Erdgassubstitution
11.6 Kosten der Reststoffentsorgung
11.7 Erlöse der Pflanzenkohle
11.8 Errichtungskosten
11.9 Investitionsrahmen
12 Zusammenfassung
12.1 Fazit
12.2 Empfohlenes weiteres Vorgehen
12.3 Persönliches Fazit
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:75764 |
| Date | 23 August 2021 |
| Creators | Weinhold, Robert |
| Contributors | Jung, Uwe, Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur (FH) Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
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| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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